(57)【要約】 【課題】一組の装置を用いて複数の大電流給電を必要とする負荷設備に順に要求電力を供給していく給電装置を提供する。ケーブルを使わない小型の装置で黒鉛化炉などの負荷設備に大電流を安定して供給することを可能ならしめ、また、給電前後の接続の切り替えも簡単に行えるようにすることを課題としている。【解決手段】電源側端子Ａに接続する導体板１と、その導体板に固定する上下の可撓導体２、３と、アクチュエータ１４で駆動して可撓導体２、３の上部接点５と下部接点６を固定した他端側を互いに接近、離反させるクランプ機構４と、負荷設備Ｃに接続する負荷設備側導体板８と、上下の接点５、６を負荷設備側導体板８に押し付ける接点押圧ばねとから成る断路器２０を具備させ、この断路器のクランプ機構４を浮動リンク９を含むものにし、上部接点５と下部接点６とで負荷設備側導体板８を挟み付けて負荷設備に電源から電力を供給するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源側端子に接続する導体板と、その導体板に片端を固定して上下に対向配置する可撓導体と、上下の可撓導体の他端側を互いに接近、離反させるクランプ機構と、前記上下の可撓導体の他端側対向面に固定する横長の上部接点及び下部接点と、負荷設備に接続する負荷設備側導体板と、前記上部接点、下部接点を前記負荷設備側導体板の上下面にそれぞれ押し付ける押圧手段とから成る断路器を有し、
前記クランプ機構が、駆動源と、前記可撓導体の両側部に配置して前記上部接点及び下部接点の押圧手段に加わる押圧反力を受け止める浮動リンクとを備え、
前記断路器の上部接点と下部接点で負荷設備側導体板を挟み付けて負荷設備に電源から電力を供給するように構成された大電流給電装置。
【請求項２】
前記導体板、電源側端子板、及び負荷設備側導体板を、それらの板の内部に冷却水の循環通路を設けて強制冷却するようにした請求項１に記載の大電流給電装置。
【請求項３】
前記上部接点及び下部接点のコンタクト面をＲ面にした請求項１又は２に記載の大電流給電装置。
【請求項４】
前記上下の可撓導体と、上部接点と、下部接点をそれぞれ幅方向に複数に分割した請求項１乃至３のいずれかに記載の大電流給電装置。
【請求項５】
前記クランプ機構を、上部と下部に負荷設備側への突出部をそれぞれ設けた前記浮動リンクと、この浮動リンクの上突出部にピン結合させる圧縮リンクと、一端側をその圧縮リンクに、他端側を前記可撓導体の両側部に配置される軸受板に各々ピン結合させる上部接点圧縮板リンクと、他端を前記導体板に接近させて導体板の下部に配置し、一端側を前記浮動リンクの下突出部に、長手中間部を前記軸受板に各々ピン結合させる下部接点圧縮板リンクと、前記圧縮リンクを前記浮動リンクへの結合ピンを支点にして回動させる前記駆動源としてのアクチュエータとで構成し、
上側の可撓導体の接点固定側端部を前記上部接点圧縮板リンクで、下側の可撓導体の接点固定側端部を前記下部接点圧縮板リンクで各々上下動可能に保持し、前記アクチュエータで前記圧縮リンクをアンクランプ点からクランプ点に回動させたときに圧縮リンクと浮動リンクの結合点が圧縮リンクと上部接点圧縮板リンクの結合点よりも上方に引き上げられて上部接点と下部接点による負荷設備側導体板の挟み付けがなされるようにした請求項１乃至４のいずれかに記載の大電流給電装置。
【請求項６】
前記アクチュエータとして圧縮板リンクを押し引きして回動させる電動シリンダを用いた請求項５に記載の大電流給電装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の大電流給電装置を台車上に設置し、台車を軌道に沿って走行させ、その軌道に沿って間隔をあけて配置した複数の負荷設備の端子板に順に大電流給電装置を接続して各負荷設備に所定時間通電するように構成された移動電源設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一組の電源装置を用いて大電流給電を必要とする複数の負荷設備に順に電力を供給していく大電流給電装置とそれを用いた移動電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大電流給電を必要とする負荷設備のひとつに黒鉛化炉がある。この黒鉛化炉は、加熱炉に入れたカーボンを大電流を流して高温に加熱し、黒鉛電極を結晶化する設備である。加熱炉は数多く並べて設置される。加熱したカーボンは自然冷却で結晶化させるので電源は加熱時にしか必要としない。従って、一組の移動電源装置を共用して設備投資を少なくする方法が採られている。
【０００３】
この黒鉛化炉用の移動電源装置は、水冷ケーブルを使用したものが従来用いられていたが、これには解決すべき下記の問題点があった。
【０００４】
黒鉛化炉には、一般に１０ＫＡ〜２００ＫＡ、あるいはそれ以上の大電流を流すので、能力の大きな導体が要求される。また、黒鉛化炉側の端子は通電時に発熱して膨張し、これによる接続点の変移を吸収できる導体が要求されることから、黒鉛化炉用移動電源装置には、十数本を組み合わせた、重さが数トンもある水冷ケーブルが使用されていた。
【０００５】
この水冷ケーブルを手動式のウインチで吊り下げ、ケーブル端の端子を黒鉛化炉側の端子にボルトで接続していたが、この従来の移動電源装置は、接続の切り替えに膨大な時間と労力を要し、それがネックとなって設備の稼働率が低下していた。また、設備が大型になる不具合もあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、水冷ケーブルを使わない小型の装置で黒鉛化炉などの負荷設備に大電流を安定して供給することを可能ならしめ、また、給電前後の接続の切り替えも簡単に行えるようにした大電流給電装置と、それを用いて複数の負荷設備に効率良く順番に大電流を流せるようにした移動電源装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、この発明においては、電源側端子に接続する導体板と、その導体板に片端を固定して上下に対向配置する可撓導体と、上下の可撓導体の他端側を互いに接近、離反させるクランプ機構と、前記上下の可撓導体の他端側対向面にそれぞれ固定する横長の上部接点及び下部接点と、負荷設備に接続する負荷設備側導体板と、前記上部接点及び下部接点を前記負荷設備側導体板の上下面にそれぞれ押し付ける押圧手段とから成る断路器を有し、
前記クランプ機構が、駆動源と、前記可撓導体の両側部に配置して前記上部接点及び下部接点の押圧手段に加わる押圧反力を受け止める浮動リンクとを備え、
前記断路器の上部接点と下部接点で負荷設備側導体板を挟み付けて負荷設備に電源から電力を供給するように構成された大電流給電装置を提供する。
【０００８】
この給電装置の好ましい形態を以下に列挙する。
（１）前記導体板、電源側端子板、及び負荷設備側導体板を内部に冷却水の循環通路を設けて強制冷却するようにしたもの。
（２）上部接点及び下部接点のコンタクト面をＲ面にしたもの。
（３）上下の可撓導体と、この対の可撓導体の他端側対向面に取り付ける前記上部接点と、前記下部接点をそれぞれ幅方向に複数に分割したもの。
（４）前記クランプ機構を、負荷設備側への突出部を上部と下部にそれぞれ有する前記浮動リンクと、この浮動リンクの上突出部にピン結合させる圧縮リンクと、一端側をその圧縮リンクに、他端側を前記可撓導体の両側部に配置する軸受板に各々ピン結合させる上部接点圧縮板リンクと、他端を前記導体板に接近させて導体板の下部に配置し、一端側を前記浮動リンクの下突出部に、長手中間部を前記軸受板に各々ピン結合させる下部接点圧縮板リンクと、前記圧縮リンクを前記浮動リンクへの結合ピンを支点にして回動させる前記駆動源としてのアクチュエータとで構成し、
上側の可撓導体の接点固定側端部を前記上部接点圧縮板リンクで、下側の可撓導体の接点固定側端部を前記下部接点圧縮板リンクで各々上下動可能に保持し、前記アクチュエータで前記圧縮リンクをアンクランプ点からクランプ点に回動させたときに圧縮リンクと浮動リンクの結合点が圧縮リンクと上部接点圧縮板リンクの結合点よりも上方に引き上げられて上部接点と下部接点による負荷設備側導体板の挟み付けがなされるようにしたもの。
（５）前記アクチュエータとして圧縮リンクを押し引きして回動させる電動シリンダを用いたもの。
【０００９】
なお、この発明は、上記の大電流給電装置を台車上に設置し、台車を軌道に沿って走行させ、その軌道に沿って間隔をあけて配置した複数の負荷設備の端子板に順に大電流給電装置を接続して各負荷設備に所定時間通電するように構成された移動電源装置も併せて提供する。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の大電流給電装置に含ませた断路器は、上部接点と下部接点で負荷設備側導体板を上下から挟み付けるので、通電状態で負荷設備側導体板と断路器が端子板長手方向と上下方向に相対移動することができ、負荷設備側導体の熱膨張などによる接続点の位置のずれをケーブルを使用せずに吸収することができる。
【００１１】
また、上部接点と下部接点を浮動リンクで支持し、さらに、これらの接点に押圧力を付与したので、上部接点と下部接点による負荷設備側導体板の挟持圧が等しくなり、かつ、その挟持圧が一定する。加えて、上部接点と下部接点を可撓導体に取り付けているので、負荷設備側導体板がねじれていたり、上下面の平行度が悪くなったりしていても接点の接触が確実になされ、そのために接触部の電気抵抗変化が起こらず通電状態が安定する。
【００１２】
さらに、断路器がコンパクトであるので、水冷ケーブルを吊り下げた従来の装置に比べて装置の小型化も図れる。
【００１３】
このほか、導体板、電源側端子板、負荷設備側導体板を水冷構造にして強制冷却を行うものは、自冷式のものに比べてより多くの電流（例えば４〜５倍）を流すことができ、装置のさらなる小型化が図れる。
【００１４】
また、上部接点及び下部接点のコンタクト面をＲ面にしたものは、負荷設備側導体板との接触が線接触となり、通電状態がより安定する。
【００１５】
対の可撓導体とこの可撓導体に取り付ける上部接点及び下部接点を幅方向に複数に分割したものは、面変位に対する接点の追従性が良くなり、接点の接触がより確実になされる。
【００１６】
前記断路器のクランプ機構は、押し引きアクチュエータ、中でも配管の不要な電動シリンダを駆動源にしてクランプとアンクランプを行わしめるものが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
この発明の大電流給電装置に含ませる断路器の実施形態を、図１〜図８に示す。例示の断路器２０は、導体板１と、この導体板１に片端を固定して上下に対向配置する可撓導体２、３と、この可撓導体２、３の他端側（接点固定側）を互いに接近、離反させるクランプ機構４と、上下の可撓導体２、３の他端側対向面にそれぞれ取り付ける上部接点５及び下部接点６と、上部接点５と下部接点６を個別に押圧する接点押圧ばね７（図４参照）と、負荷設備側の端子Ｂに接続する負荷設備側導体板８とで構成されている。なお、負荷設備側導体板８は、上部接点５と下部接点６が接触する部位に接点を付けた接点付端子になっている。
【００１８】
導体板１は、ボルト・ナット（図示せず）で締めつけて電源側端子Ａに接続する。この導体板１と、電源側端子Ａと、負荷設備側導体板８は、内部に冷却水の循環通路（図示せず）を設け、その循環通路に冷却水を流して強制冷却を行うものが好ましい。
【００１９】
可撓導体２、３は、幅方向に複数に分割したものを採用している。上部接点５と下部接点６は、コンタクト面５ａ、６ａを図５のようにＲ面にした図示の横長の棒状接点が好ましく、より好ましいものとして可撓導体２、３と同様、幅方向に分割したものを採用している。
【００２０】
クランプ機構４は、上部と下部に負荷設備側（図１、図２において右側）への突出部９ａ、９ｂをそれぞれ設けた浮動リンク９と、この浮動リンク９の上突出部９ａにピンＰ1 で結合させる圧縮リンク１０と、一端側をその圧縮リンク１０にピンＰ2 で結合させ、さらに、他端側を可撓導体２、３の両側部に配置する軸受板１１にピンＰ3 で結合させる上部接点圧縮板リンク１２と、他端を導体板１に接近させて導体板１の下部に配置し、一端側を浮動リンク９の下突出部９ｂに、長手中間部を軸受板１１にそれぞれピンＰ4 、Ｐ5 で結合させる下部接点圧縮板リンク１３と、出力ロッド１４ａの先端をピンＰ6 で圧縮リンク１０に連結し、この圧縮リンク１０を押し引きしてピンＰ1 を支点にして回動させるアクチュエータ１４とで構成している。このクランプ機構４に採用したリンクを分解して図６に示す。なお、アクチュエータ１４は、ピンＰ7 を支点にして揺動可能に支持した配管の不要な電動シリンダを例示したが、これに限定されるものではない。
【００２１】
図５に示すように、上部接点圧縮板リンク１２に反力受けピン１５を起立させて設けてその反力受けピン１５を可撓導体２の他端側に貫通させており、この反力受けピン１５で支持したリテーナ１６と可撓導体２との間に接点押圧ばね７を介在してこの接点押圧ばね７で上部接点５を固定した可撓導体２の他端側を下向きに押圧している。
【００２２】
可撓導体３の他端側も同様である。すなわち、下部接点圧縮板リンク１３に垂下して設けた反力受けピン１５を可撓導体３に貫通させ、その反力受けピン１５で支持されるリテーナ１６と可撓導体３との間に介在した接点押圧ばね７で下部接点を固定した可撓導体３の他端側を上向きに押圧している。
【００２３】
圧縮リンク１０は、略Ｌ字状に形成されており、図７に示すようにアクチュエータ１４の出力ロッド１４ａを引き込んだ状態ではピンＰ2 がピンＰ1 とほぼ同じ高さ位置にあってクランプ装置４がアンクランプ状態になる。
【００２４】
アクチュエータ１４を作動させると、クランプ装置４によるクランプがなされて上部接点５と下部接点６が負荷設備側導体板８を挟み付ける。そのときの動作を詳細に述べる。  
【００２５】
図７に示すように、クランプ機構４をアンクランプにし、開放状態になった断路器２０を、負荷設備側導体板８の設置点に移動させて開いた口の中に負荷設備側導体板８を入り込ませる。次に、図７の状態になったら、アクチュエータ１４を作動させて出力ロッド１４ａを押し出す。この押し出しにより圧縮リンク１０がピンＰ1 を支点にして回動し、可撓導体２の接点取り付け端側が押し下げられて図８に示すように上部接点５が負荷設備側導体板８の上面に当たる。
【００２６】
また、出力ロッド１４ａのさらなる押し出しでピンＰ1 による結合点がピンＰ2 を支点に回動して上部に引き上げられ、このとき、下部接点圧縮板リンク１３の自由端は導体板１の下面に接して動き止めされるため、浮動リンク９と下部接点圧縮板リンク１３は、ピンＰ4 による結合点が持ち上がる方向に動き、これにより、可撓導体３の接点取り付け端側が押し上げられて下部接点６が負荷設備側導体板８の下面に押し付けられ、図１に示すように、上部接点５と下部接点６により負荷設備側導体板８が挟み付けられる。
【００２７】
このときの上部接点５による負荷設備側導体板８の挟持圧と下部接点６による挟持圧は、接点押圧ばね７に加わる押圧反力を浮動リンク９で受けているので等しくなる。また、負荷設備への通電により導体板１や負荷設備側導体板８が熱をもち、そのために膨張し、あるいは歪んでクランプ機構４と負荷設備側導体板８が端子板長手方向（図１において左右方向）に相対的に位置ずれすると、上下の接点５、６による挟持点が負荷設備側導体板８上でスライドして位置ずれが吸収され、接点の接触状態や接触圧が変動しない。
【００２８】
また、上下の接点５、６のコンタクト面がＲ面になっているので、接触点の位置が上下方向にずれたときにも安定した接触状態と接触圧が維持され、従って、上下の接点５、６と負荷設備側導体板８との間の接触抵抗が常時一定し、通電の安定性が確保される。
【００２９】
アクチュエータ１４の出力ロッド１４ａを引き戻すと、上記と逆のメカニズムによってクランプ機構４が口を開いてアンクランプの状態になり、接続部が切り離される。
【００３０】
図９及び図１０は、前述の断路器２０を有する給電装置を台車上に設けて構成される移動電源装置３０の概要を示している。
【００３１】
図中３１は、レール３２上を走行する台車である。この台車３１は、自走用の駆動装置と制動装置（いずれの図示せず）を有しており、指定された位置に精度よく位置決めして停止させることができる。
【００３２】
この台車３１上に、３極区分開閉器３３を介して電源線に接続する変圧器３４、整流器３５、整流器制御盤３６、台車制御盤３７、純水を冷却して導体に供給する冷却装置３８などと共にこの発明を特徴づける断路器２０を設置している。図示の移動電源装置３０は、負荷設備（黒鉛化炉）ＣのＰ、Ｎ極にそれぞれ２つの断路器２０を割り当て、１基の負荷設備Ｃに４つの断路器２０を用いて電力を供給するようにしている。
【００３３】
各負荷設備ＣのＰ、Ｎ極に負荷設備側導体板８をそれぞれ２個取り付け、１基当たりの総数を４にしたその負荷設備側導体板８をそれに対応した断路器２０でクランプし、移動電源装置３０から負荷設備Ｃに電力を供給する。所定時間給電したら、断路器２０をアンクランプにして移動電源装置３０を給電済の負荷設備Ｃから切り離し、電源装置３０を次の負荷設備の位置に移動させてその負荷設備に対する給電を行う。
【００３４】
この移動電源装置３０を設置すると、従来人手で実施していた接続の切り替え作業を自動化することができ、切り替えに要する時間と労力を大幅に削減して負荷設備の稼働率を高めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の給電装置に含める断路器の一例を示す側面図
【図２】図１の断路器の平面図
【図３】断路器の正面図
【図４】上部接点と下部接点の取り付け部を示す断面図
【図５】上部接点と下部接点の押圧状態を示す図
【図６】断路器のクランプ機構に採用したリンクの分解斜視図
【図７】断路器を開放した状態を示す側面図
【図８】断路器を途中まで閉じた状態を示す側面図
【図９】この発明の移動電源装置の一例を簡略化して示す側面図
【図１０】図９の移動電源装置を簡略化して示す平面図
【符号の説明】
【００３６】
１            導体板
２、３        可撓導体
４            クランプ機構
５            上部接点
６            下部接点
７            接点押圧ばね
８            負荷設備側導体板
９            浮動リンク
９ａ          上突出部
９ｂ          下突出部
１０          圧縮リンク
１１          軸受板
１２          上部接点圧縮板リンク
１３          下部接点圧縮板リンク
１４          アクチュエータ
１５          反力受けピン
１６          リテーナ
Ｐ1 〜Ｐ6     ピン
Ａ            電源側端子
Ｂ            負荷設備側端子
Ｃ            負荷設備
３０          移動電源装置
３１          台車
３２          レール
３３          ３極区分開閉器
３４          変圧器
３５          整流器
３６          整流器制御盤
３７          台車制御盤
３８          冷却装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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